Objetivos da Unidade Curricular

1- Familiarizar o aluno com as metodologias mais recentes de projeto (desenho) assistido por computador (CAD), nas vertentes conceptual como prática.

2- Permitir a utilização prática, incluindo uma introdução formal sumária, dos métodos de computação numérica para o estudo de tensões e deformações em sólidos (FEM e FEA), para a simulação de fluxos térmicos e radiativos e na aplicação dos métodos computacionais avançados em electromagnetismo e dinâmica de fluidos. 

3- Apresentar e discutir os principais processos de fabrico e maquinação com aplicação prática de programação CNC de modo a que o aluno retenha os conceitos principais associados ao domínio.

Os conhecimentos de desenho, simulação e fabrico, são particularmente dirigidos para criar as competências necessárias à construção de instrumentos científicos ou equipamentos especializados com elevado conteúdo tecnológico em Engenharia Física ou Engenharia Biomédica.

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Pré-requisitos

• Álgebra Linear e Geometria Analítica (13534)
• Mecânica dos Meios Contínuos (34738)

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Conteúdos

- Introdução

- Elementos de geometria analítica em 3D

- Metodologia do desenho técnico em instrumentação física

- Normalização; projecções; representação de corte e secções; cotagem.

Componente Prática: Fundamentos de Solid Work e Autocad

 

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Descrição detalhada dos conteúdos programáticos

Componente Teórica

- Arquitetura e utilização de sistemas de CAD, a sua evolução, contexto e características.

- Introdução e utilização dos métodos de modelação computacional em mecânica de sólidos e fluidos.

- Introdução e utilização dos métodos de simulação computacional em electromagnetismo.

- Introdução e utilização de processos de fabricação e maquinação com exemplos de utilização prática de CNC.

 

Componente Teórica-Prática

n.a.

 

Componente Prática

A utilização dos sistemas de CAD paramétrico é executada na prática pelo utilização do sistema Solidworks da Dassaul Systems, suportados na biblioteca paramétrica da Parasolid. 

As simulações de mecânica de sólidos e fluidos são exemplificadas pela utilização dos sistemas de simulação da Solidworks.

As simulações de campo electromagnético são exemplificadas pela utilização do sistema de simulação COMSOL multiphysics.

A utilização prática da maquinação é suportada pelas oficinas do DF tanto nos sistemas de fresagem e torneamento como no sistema de maquinação CNC.

 

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Bibliografia

Recomendada

1- Building Scientific Apparatus, 4- Ed., J. H. Moore, et. al., Cambridge University Press, 2009

2- SolidWorks 2013 BIBLE, Matt Lombard, Wiley, 2013

3- Manufacturing Engineering and Technology (in SI units), Serope Kalpakjian e Steven Schmid, 6ª Edição, Prentice Hall

 

Outros elementos de estudo

- Manuais do software utilizado (Solidworks e Comsol multiphysics). Apresentações em vídeo de tutoriais.

 

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Métodos de Ensino

Exposição dos conceitos em ambiente computacional; utilização do software de desenho paramétrico e simulação por elementos finitos; desenvolvimento de casos práticos concretos associados à instrumentação científica; possibilidade de desenvolvimento de projetos na oficina.

 

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Métodos de Avaliação

Exposição oral e relatório escrito de trabalhos individuais acompanhados em múltiplas fases:

- fase A: Carta de intenções que contém: Motivação; Objetivos; Esquema sumário; Delimitação do trabalho.

- fase B: Revisão preliminar de projeto que contém a delimitação do projeto, simulações, desenhos, etc.

- fase C: Revisão final do projeto que inclui: cálculos/simulações térmicas e mecânicas; desenhos de fabrico e tabelas de materiais; (opção) A maquinação de um demonstrador de componente.

 

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Língua de ensino

Português